白蚁、蚂蚁和蚯蚓产生的生物结构为全球生态系统提供了关键功能。然而,对这些小型但重要的无脊椎动物在全球范围内造成的土壤工程效应的驱动因素知之甚少。
2025年2月12日,
中山大学储诚进团队
在
Nature
在线发表题为“
Global engineering effects of soil invertebrates on ecosystem functions
”的研究论文,
该
研究揭示了
土壤无脊椎动物对生态系统功能的全局工程效应
。
土壤可被视为地球上生命的基础,陆地生物的福祉取决于其肥力和复杂性。有人提出,地球上大约59%的物种至少有一部分时间生活在土壤中。其中,白蚁、蚂蚁和蚯蚓在生态系统中起着主导作用,并被描述为“统治世界的小东西”,因为它们能够建造生物结构,如土堆和铸件,从而改变土壤的微环境条件,促进其他营养群。这就是为什么他们被称为“生态系统工程师”。
考虑到它们巨大的生物量(例如,白蚁为0.05 Gt C)和巨大的分布范围(蚂蚁和蚯蚓几乎遍布全球,而白蚁分布在热带和温带地区),这三个分类群无疑是植物生长动态以及碳和养分循环的关键。然而,不知道有任何在全球范围内量化这些影响和驱动因素的综合数据。
至少有28个目,包括无脊椎动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物,被确定为土壤工程师,执行关键功能,如土壤生物扰动(混合和分类)、形成生物结构和调节多种营养相互作用。
先前的研究综合了脊椎动物工程对养分循环、土壤水分、微生物多样性、植物生产力和补充的总体影响,并揭示了更强的脊椎动物工程效应往往发生在更高的干旱。然而,关于无脊椎动物工程师的影响的信息分散在各个研究中,通常集中在单个分类群、位置或有限数量的生态系统属性上。
鉴于陆生无脊椎动物的生物量(0.72千兆吨碳)远远超过脊椎动物的生物量(0.169千兆吨碳),而且无脊椎动物的数量可能会迅速而广泛地减少(每十年约减少9%),因此需要对无脊椎动物工程对生态系统功能(或更广泛地说,生态系统特性)的影响的全球分布和潜在驱动因素进行跨分类群综合。
土壤工程效应数据整理图(图源自
Nature
)